Фары будущего: какие круче, лазерные или диодные?

В 2011 году «Авто Mail.Ru» по приглашению Philips посетил немецкий Ахен, где инженеры компании рассказали об эволюции автомобильного света (подробности — в нашем материале «Фары будущего: «ксенон», «галоген» или светодиоды?»). А теперь — новое приглашение. Что сейчас покажут немцы? Ночь, пригород Барселоны, журналисты закладывают... кусочки карбида внутрь металлического бочонка. Зачем?! Всё просто: бочонок — часть автомобиля позабытой сегодня марки Reyrol 1909 года выпуска, и таким образом мы зажигаем фары. Зажигаем — в прямом смысле этого слова.

На этой фотографии отлично видна эволюция автомобильного освещения. Автомобили (нижнее фото слева направо) по типу оптики: ацетиленовые горелки, простые электрические лампы, галогеновые лампы (две машины подряд), галогеновые лампы Philips X-tremeVision, матричные светодиодные фары

Сначала нужно открыть краник ацетиленового генератора (того самого бочонка), чтобы вода начала капать на карбид кальция. В результате взаимодействия карбида и воды образуется ацетилен, который по трубочкам доходит непосредственно до керамической горелки, упрятанной внутри фары. Стоим, ждём — процесс этот небыстрый. Пора? Открываем стекло фары, чиркаем спичкой — сначала появляется едва видимый огонёк, который вскоре гаснет. Опять ждём и снова подносим спичку. Разгораясь, маленький язычок пламени быстро становится довольно ярким источником света. Поехали!

Насколько путь, освещаемый ацетиленовой горелкой, светел? Говорят, что удачные образцы, оснащённые параболическими отражателями, могли пробивать тьму метров на триста. Но то ли оптика Reyrol не слишком совершенна, то ли современники приукрашивали действительность, но двигаться на машине начала прошлого столетия по ночным дорогам просто небезопасно. Не видно ни-че-го! А набежит сильный ветер и огонёк внутри фары попросту задувает — вставай, разжигай заново. И каждые четыре часа заправляй генератор карбидом и прочищай горелку от нагара...

Если ацетиленовые горелки на Reyrol 1909 года (слева сверху) почти не освещают дорогу, то электрические лампы Packard образца 1934 года (справа сверху) способствуют безопасному вождению куда больше. У SEAT 800 1964 года (слева внизу) — уже эффективная асимметричная оптика на основе «галогенок», а фары Daimler DS420 1968 года вообще светят очень недурно, по качеству света напоминая современные

С электрическим светом, конечно, проще. В 1912 году, когда появились вольфрамовые нити накаливания вместо угольных (последние боялись тряски), ацетиленовые лампы разом уступили место лампам накаливания. На роскошном седане марки Packard 1934 года стоят именно такие, причём — с двумя нитями накаливания: для дальнего и ближнего света отдельно. (К тому времени уже был придуман рассеиватель — покрытое линзами стекло фары, отклоняющее свет лампы). Но водитель снова «подслеповат»! Паккардовский «дальний» гораздо слабее, чем «ближний» любой современной машины.

И только пересаживаясь на Daimler DS420 родом из конца шестидесятых, начинаешь чувствовать себя уверенно. Слава «галогенкам»! Кстати, такие фары рано отправлять на свалку истории — в будущем галогеновые лампы продолжат ставиться на массовые автомобили, поскольку могут светить на уровне «ксенона». В качестве примера инженеры Philips показали лампы X-tremeVision, которые светят на 130% ярче и излучают на 20% более белый свет (3700 К), почти догоняя «ксенон» (4300 К), а также модель Philips WhiteVision, излучающая на 60% больше света, притом света «ксенонового» (4300 К).

По прогнозам экспертов, к концу 2030-х примерно половина выпускаемых машин сохранит «галогенки», как простой и дешёвый источник света! Неудивительно, что инженеры продолжают совершенствовать галогеновые лампы, улучшая характеристики нити, увеличивая давление разрядного газа и повышая качество покрытия и кварцевого стекла

Но самый совершенный автомобильный свет сегодня — это матричные светодиодные фары. И это настоящий шедевр инженерного искусства! За который нужно выложить 112 тысяч рублей — столько стоит опция Multibeam для Mercedes-Benz CLS. За что просят такие деньги? В каждой фаре имеются секции: дневных ходовых огней, статичного ближнего света, активного ближнего света средней дальности, дальнего света, а также бокового освещения. Управляет всем этим хозяйством компьютер, который получает данные от камеры, датчиков освещения и GPS-навигации.

Такие фары потребляют втрое меньше энергии, нежели ксеноновые, а их цветовая температура выше: 5000 К вместо 4300 К, поэтому свет белее, напоминая естественный дневной (6500 К), отчего глаза гораздо меньше устают. Как такового жёсткого разделения на ближний, дальний и «противотуманный» режимы больше нет, поскольку электроника сама регулирует форму светового пучка. Вот как это работает. С дневными ходовыми огнями всё понятно — их задача обозначать машину днём. Секция статичного ближнего света освещает дорогу прямо перед машиной, выполняя роль «противотуманок»...

Так устроена светодиодная фара Mercedes-Benz CLS: Дневные ходовые огни и сигнал поворота. Также данная секция выполняет функцию «приветственного света», который освещает хозяину дорогу от машины и обратно. Активный ближний свет. Эта секция, состоящая из четырёх светодиодов, может поворачиваться на угол до 12º, а также выполнять роль «среднего света» (между «ближним» и «дальним»). Активный дальний свет. Каждый из 24 светодиодов может включаться, выключаться, а также менять яркость, притом каждый светодиод имеет 255 стадий яркости. Статичный ближний свет. Три секции из восьми светодиодов (2+2+4) освещают дорогу прямо перед автомобилем и обочины, выполняя роль противотуманных фар. Боковой свет. Два светодиода включаются только перед поворотами и боковыми развязками, притом могут включаться секции либо одной, либо обеих фар

А ближний свет? Он особенно хорош при прохождении поворотов, которые система распознаёт при помощи стереокамеры, сканирующей дорожную разметку, и данных от навигации. Перед виражом подключаются секции бокового освещения, а сам пучок света отклоняется (соответствующая группа диодов поворачивается на угол до 12º), притом незадолго до того момента, как водитель начнёт поворачивать руль. Чтобы заранее подсветить выход из виража, в прямолинейное положение фары возвращаются также заранее. На круговых развязках «умная оптика» вообще старается осветить весь круг.

Но интереснее всего работает «дальний». Его можно вовсе не выключать за городом! Пучок, формируемый лучами двух дюжин светодиодов каждой фары, постоянно меняет свою форму, чтобы максимально освещать дорогу, но не слепить других водителей: когда впереди появится встречный или попутный автомобиль, система мгновенно приглушит те светодиодные элементы, которые могли бы помешать остальным. Сообразительности системы хватает, чтобы одновременно отслеживать до восьми машин. «Дальнобойность» также впечатляет — светит светодиодный «дальний» аж на 485 метров.

В повороте светодиодные матричные фары будто «заглядывают» внутрь виража. При этом освещаются также обочина и часть встречной полосы, но попутная машина — «в тени». На круговых развязках (внизу слева) работает рефлекторы бокового света обеих фар, чтобы расшить освещаемую зону и видеть не только въезд на развязку, но и выезжаающие слева и «из-за круга» машины. Вся дорога ярко освещена (внизу справа), но та область, где движется встречная машина, остаётся тёмной, так как система включает, выключает или меняет яркость отдельных светодиодов

Кстати, у Audi оптика вдобавок оснащена инфракрасной системой ночного видения, а потому фары умеют подсвечивать пешеходов: если система ночного видения за 250 метров перед машиной заметит человека, фары, не ослепив, поморгают «живому препятствию» и «нарисуют» освещённую дорожку, куда следует отступить. В остальном, «аудюшная» система Audi Matrix LED похожа на мерседесовский Multibeam, хотя матричные фары «Мерседеса» меняют световой пучок плавнее, чем светодиоды Audi, так как для каждого отдельного диода предусмотрено 255 уровней яркости против 64.

Увы, но лазерную оптику Philips не показал: инженеры пока только работают над этим направлением. Но почему? Ведь именно за лазерами — будущее! Или нет?.. «Автомобильной лазерной оптики не существует», — огорошил публику Матиас Хагедорн, лектор по современным системам освещения. Как так, если лазерные фары получили Audi R8 LMX и BMW i8? Но Хагедорн невозмутимо продолжил: «В существующих конструкциях лучи нескольких лазеров только попадают на фосфорную пластину, люминофор, которая испускает пучок белого света. Поэтому правильно называть такую технологию лазерно-люминофорной!»

Трудно поверить, но светодиодные фары флагманского S-класса устроены проще, чем оптика модели CLS: фары большого Mercedes-Benz тоже наводят тень на встречную (или попутную) машину, но по другому принципу — при помощи специальной заслонки, которая перемещается, сопровождая приближающийся автомобиль

Таким образом, лазер является только источником энергии, но не источником света. И если сейчас существует «ближний» и «дальний», то лазерно-люминофорная оптика — это «сверхдальний»: такой свет включается на скорости выше 60 км/ч и светит на 500-600 метров. Впечатляет? Честно говоря, за 15 тысяч евро (по нашей информации, именно столько стоят «лазеры») хотелось бы большего, так как те же полкилометра освещают и матричные светодиодные фары, а новое поколение LED-оптики будет более «дальнобойным» и более функциональным — в секции дальнего света будет не 24, а 84 диода.

Поэтому выводы таковы. Будущее — за светодиодными фарами. Однако если инженеры научат «лазеры» светить дальше, то именно такие фары станут прерогативой сверхбыстрых суперкаров. Увы, но совершенная матричная LED-оптика из-за дороговизны на некоторое время останется приметой лишь автомобилей премиум-класса. Зато массовые машины получат пускай статичные, но светодиоды, так как Philips (их оптикой оснащён каждый третий автомобиль на планете), уже создала доступные световые решения. Прощай, «ксенон» и «галоген»?

Audi R8 LMX выпущена тиражом 99 экземпляров. Именно за версию LMX нужно доплатить 35 тысяч евро: за эти деньги владелец получит более мощный двигатель (570 л.с. против 550 л.с.), углепластиковые детали кузова и, разумеется, уникальную лазерную оптику. Четыре лазерных диода мощностью 1,6 Вт подсвечивают люминофор, свет от которого, пройдя через систему отражателей, падает на дорогу. Лазерный свет обладает дальностью до 600 м, тогда как светодиодный дальний (обычный, не матричный) высвечивает дорогу на 300 м, а ближний — на 150 м

Напоследок ответим на популярный вопрос: стоит ли переплачивать за матричные светодиоды? Ночной тест-драйв показал, что активные фары — штука отличная. Особенно для наших дорог, где нужно напряжённо всматриваться вдаль, выискивая колдобины, ночных пешеходов и сломавшиеся грузовики без фонарей и знаков аварийной остановки. Хотя обычные, неактивные, диоды тоже светят прекрасно... В общем, в очередную «световую» командировку мы уже снаряжаем нашего редактора Дмитрия Ласькова: пускай как следует проверит на практике, как светят разные диодные и лазерные фары!

auto.mail.ru